六結(jié)太陽能電池更有效地轉(zhuǎn)換太陽能

美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的一個(gè)研究小組開發(fā)了一種新型結(jié)電池，它包含六個(gè)結(jié)，并從太陽光譜的特定部分捕獲光。

該設(shè)備基于六個(gè)可捕獲陽光的光敏活性層，據(jù)稱其潛在轉(zhuǎn)換效率為 50%，而目前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為 35%。

研究結(jié)果表明，當(dāng)與光學(xué)聚集相結(jié)合時(shí)，增加用于聚集光的結(jié)電池將 47.1% 的入射光轉(zhuǎn)化為電能。這種轉(zhuǎn)換最終可以在太陽能電池中達(dá)到 50% 的效率。

新的 NREL 設(shè)備采用多結(jié)光伏技術(shù)，克服了傳統(tǒng)太陽能電池的效率限制。其 140 層各種 III-IV 合金，其中包括六個(gè)不同的光敏層，這預(yù)示著所有此類應(yīng)用將很快涉及這些新型六結(jié)太陽能電池的使用。

電池的六個(gè)結(jié)（光敏層）中的每一個(gè)都從太陽光譜的特定部分捕獲光 [來源?自然]

儀器的特殊鏡頭蓋可以有目的地聚焦 143 倍強(qiáng)度的陽光。

據(jù) John Geisz 稱，盡管采用了這種技術(shù)，但該設(shè)備仍具有令人印象深刻的轉(zhuǎn)換。參與開發(fā)該設(shè)備的 Geisz 以及描述該機(jī)制本身的研究的作者，也出現(xiàn)在?Nature Energy 中。

使用這項(xiàng)技術(shù)獲得了 39.2% 的高轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)研究人員還強(qiáng)調(diào)了為面板電池配備鏡子以將陽光精確聚焦在表面上以獲得更高效率的可能性。

NREL 科學(xué)家 John Geisz（左）和 Ryan France

研究人員對能夠很快克服目前商業(yè)化的障礙表示強(qiáng)烈的信心，例如細(xì)胞內(nèi)的電阻屏障，這會阻止高比例的電流流動，以及生產(chǎn)設(shè)備所需的材料成本高。

解決方案可能在于減少實(shí)際照明區(qū)域，例如，將光線集中在特定點(diǎn)上。不幸的是，地球的光通量可能有助于減輕障礙物，但不如那些靠近太陽的行星強(qiáng)。

此外，經(jīng)過驗(yàn)證的四結(jié)太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率通過新的六結(jié)品種顯著提高，并且這種結(jié)構(gòu)內(nèi)串聯(lián)電阻的顯著降低預(yù)示著超過 50% 的有用水平。光的使用和利用的重要性決定了它應(yīng)該在最佳條件和最高水平下發(fā)生的必要性。

太陽能系統(tǒng)的生產(chǎn)高度依賴云覆蓋。天氣預(yù)報(bào)可用于預(yù)測將到達(dá)地面太陽能收集器的陽光量。

這增加了旨在準(zhǔn)確和精確預(yù)測云現(xiàn)象的地球靜止衛(wèi)星的數(shù)量。這些估計(jì)將通過確定云的高度、厚度和光學(xué)深度來影響到達(dá)地球表面的陽光量。水呈現(xiàn)出多種液體形式或各種大小的冰晶。吸收通過影響其視覺強(qiáng)度來修改云。?

這些測試是通過制造、表征和分析具有效率為 35.8% 的 IMM 6J 聚光器的太陽能電池進(jìn)行的。如前所述，限制涉及由 Zn 擴(kuò)散引起的高內(nèi)阻勢壘。工作溫度也影響了障礙物的高電阻。這些設(shè)備采用電解鍍金觸點(diǎn)和低粘度環(huán)氧樹脂-硅膠手柄制成。

太陽能

隨著太陽能發(fā)電量的增加，太陽能將成為未來幾十年電力供應(yīng)的來源。任何設(shè)備都可以更好地工作，使用更高效的太陽能電池，在相同的空間下，將保證更多的功率，反之亦然，在相同的功率下，會更小。無論如何，新的太陽能電池可以從中提取更多的能量。

最近，在世界許多地方，無污染的天空有助于提高光伏電站的生產(chǎn)力。在英國，4 月 20 日，太陽能發(fā)電量達(dá)到 9.7 吉瓦的峰值，占該國電力供應(yīng)的近 30%。在德國，4 月整周太陽能的份額達(dá)到 23%，而 2019 年平均約為八 (8)%。雖然是暫時(shí)的，但這些數(shù)字令人印象深刻。太陽能現(xiàn)在已準(zhǔn)備好迎接新的挑戰(zhàn)。進(jìn)一步的研究和技術(shù)將確保世界由更清潔的電力驅(qū)動。

審核編輯 黃昊宇